PROGRAMMA PRIN 2022 - B安道 PRIN2022 D.D. N.104 DEL 2 二月 2022
项目标题： 农村能源社区中的控制、合作与韧性（CORRECT）
CUP代码： D53D23000970006
预算： € 172.016
项目负责人及巴里理工大学研究单位负责人： Mariagrazia Dotoli 教授
其他研究单位： 热那亚大学（负责人：Roberto Sacile 教授）
项目简要说明
CORRECT 项目置于能源与数字化转型的背景之中，尤其关注农村地区。农村地区在资源可获得性、基础设施和能源需求方面具有特定特征。在这些领域，可再生能源、储能系统、农业电负荷与数字技术的集成形成了复杂且分布式的系统，其管理需要先进的建模、控制与优化方法。
该项目针对这些挑战，提出了一种系统性方法来研究农村能源社区（Rural Energy Communities, RECs），将其视为多主体、多能源载体系统，其中生产、消费与储能高度耦合。在此框架下，项目开发了用于此类系统建模、控制与优化管理的创新方法，特别关注能源与农业的融合（如农光互补、智能温室、精准农业）。
项目目标
项目的主要目标是设计先进的控制架构和决策工具，以实现 RECs 的高效、可持续和具韧性的运行。
具体而言，项目追求以下目标：
开发先进模型，以描述农村能源系统和农业基础设施的动态行为；
设计分布式和数据驱动的控制策略，以协调管理能源资源；
通过分布式优化和博弈论等方法，促进系统各参与方之间的合作机制；
提高自发自用率和能源效率，减少对传统电网的依赖；
增强系统对需求变化、环境条件和市场动态的韧性；
通过先进的仿真环境和数字孪生技术验证所提出的解决方案。
项目预期成果
项目的预期成果既涉及方法层面，也涉及应用层面。具体包括：
开发多层级模型，用于表征农村能源系统和农业负荷；
定义先进的控制架构，以实现生产、消费和储能的一体化管理；
引入优化工具，以平衡能源生产与农业活动；
设计提升系统灵活性、自发自用率和韧性的策略；
构建基于数字孪生和真实案例研究的验证环境；
生产高影响力科学成果并将其传播至国际科学界。
项目已取得的成果
所取得的成果与项目目标完全一致，并且在若干情况下超出了最初预期。事实上，该项目在以下领域推动了具有重要意义的方法论和应用性贡献的发展，相关成果已由已发表论文予以证明：
能源和农业系统的建模与控制，特别是智能温室和农光互补系统，通过物理模型与数据驱动方法的融合实现；
开发能够处理不确定性并在变化的运行环境中保证高性能的预测控制和鲁棒控制算法；
为多参与方环境中的能源资源管理定义基于分布式方法和博弈论的框架；
设计用于农村地区韧性提升和电气化的解决方案，包括储能基础设施和分布式能源系统；
通过基于真实数据的先进仿真环境和数字孪生平台，对所提出的方法进行验证。
从科学角度看，项目成果已在高水平国际期刊上发表，并在重要科学会议上进行了展示。为简明起见，下文仅列出期刊论文。
项目产生的主要国际期刊论文
以下列出项目产生的部分主要期刊论文：
Mignoni, N.; Zero, E.; Scarabaggio, P.; Carli, R.; Sacile, R.; Dotoli, M. (2026) “用于温室温度控制的鲁棒数据驱动 MPC”, Control Engineering Practice, 173, 106983. doi: 10.1016/j.conengprac.2026.106983. In press.
Mignoni, N.; Scarabaggio, P.; Carli, R.; Dotoli M. (2026) “控制光伏板倾角朝向以实现农光互补中的最佳作物遮阴和发电，” IEEE Transactions on Control Systems Technology. doi: 10.1109/TCST.2026.3675731. 即将出版。
Soussi, A.; Zero, E.; Herrera, C. D. C.; Zahmoun, S.; Bozzi, A.; Sacile, R.（2026）“将数字孪生与MPC集成用于智能农业中可持续温室管理”，载于 IEEE Transactions on AgriFood Electronics，第 4 卷，第 1 期，pp. 39-55。doi: 10.1109/TAFE.2025.3572808。
Zhukovskii, K.; Scarabaggio, P.; Ovsiannikova, P.; Jhunjhunwala, P.; Carli, R.; Dotoli, M.; and Vyatkin, V. (2025) “垂直农场中动态能源市场下作物生长条件的分散式控制” IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, vol. 22, pp. 21498-21511. doi: 10.1109/TASE.2025.3609694.
Soussi, A., Zero, E., Bozzi, A., Sacile, R. (2024). 通过系统之系统方法提升能源系统和农村社区：一项综合综述。Energies, 17(19), 4988. doi: 10.3390/en17194988.
Soussi, A., Zero, E., Sacile, R., Trinchero, D., Fossa, M. (2024). 精准农业中的智能传感器与智能数据：综述。Sensors, 24(8), 2647. doi: 10.3390/s24082647.
图1 - 农光互补系统中的植物遮阴
图2 – 用于垂直农场的带托盘模块原型
图3 - 用于验证活动的迷你温室
